以CO2為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn)，下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學(xué)數(shù)據(jù)：
反應(yīng)Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)          ?H = —49．0  kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)     ?H = —173．6 kJ·mol-1
（1）寫出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：                     
（2）對反應(yīng)Ⅰ，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是     （選填編號)
a．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物 b．平衡常數(shù)K不再增大
c．CO2的轉(zhuǎn)化率不再增大 d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變　
（3）在密閉容器中，反應(yīng)Ⅰ在一定條件達(dá)到平衡后，其它條件恒定，能提高CO2轉(zhuǎn)化率的措施是    （選填編號）

A．降低溫度B．補(bǔ)充CO2C．加入催化劑D．移去甲醇
（4）研究員以生產(chǎn)乙醇為研究對象，在密閉容器中，按H2與CO2的物質(zhì)的量之比為3:1進(jìn)行投料，在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)（y%）如下圖所示。表示CH3CH2OH組分的曲線是     ；圖中曲線Ⅱ和Ⅲ的交點(diǎn)a對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)ya=     %（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(5)一種以甲醇作燃料的電池示意圖如圖。寫出該電池放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式：                     。

（1）2CH3OH(g)  CH3CH2OH(g) +H2O(g) ?H = —75．6  kJ·mol-1（3分）
（2）cd（2分）  
(3)AD（2分）  
(4) Ⅳ（2分）  18．8（3分）
(5)CH3OH－6e－＋3O2－＝CO2↑＋2H2O(3分)

解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)Ⅰ×2，然后用反應(yīng)Ⅱ減去反應(yīng)Ⅰ×2即得所求方程式。所以由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式2CH3OH(g)  CH3CH2OH(g) +H2O(g) ?H = —75．6  kJ·mol-1
（2）a、化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)一直進(jìn)行，錯誤；b、溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，所以一定溫度下的平衡常數(shù)一直不變，錯誤；c、反應(yīng)開始時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率一直升高，達(dá)平衡時轉(zhuǎn)化率不再升高，正確；d、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變的可逆反應(yīng)，氣體總質(zhì)量不變，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量一直在變化，達(dá)平衡時不再變化，正確，答案選cd。
（3）提高CO2轉(zhuǎn)化率也就是使平衡正向移動，A、降溫，平衡向放熱反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以平衡正向移動，正確；B、補(bǔ)充二氧化碳只能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，本身的轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；C、加入催化劑對平衡無影響，錯誤；D、移走甲醇，使生成物濃度減小，平衡正向移動，正確，答案選AD。
（4）升高溫度，平衡逆向移動，二氧化碳與氫氣的含量增大，乙醇與水的含量減小，反應(yīng)開始時按H2與CO2的物質(zhì)的量之比為3:1進(jìn)行投料，所以生成的乙醇與水的物質(zhì)的量比仍為1:3，即水的含量是乙醇含量的3倍，所以表示CH3CH2OH組分的曲線是Ⅳ；曲線曲線Ⅱ和Ⅲ分別代表二氧化碳、水，當(dāng)二者的體積分?jǐn)?shù)相同時，體積也相同，設(shè)它們的體積都是V，根據(jù)投料比，氫氣的體積是二氧化碳的3倍為3V，乙醇的體積是水的1/3，即1/3V，所以總體積是V+V+3V+1/3V=16V/3，則a點(diǎn)對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)ya=V/16V/3×100%=18．75%；保留3位有效數(shù)字是18．8%。
（5）甲醇燃料電池中在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是甲醇，結(jié)合正極產(chǎn)生的氧負(fù)離子生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式CH3OH－6e－＋3O2－＝CO2↑＋2H2O
考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡的判斷及勒夏特列原理的應(yīng)用，圖像的分析，體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算，電化學(xué)理論的應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（8分） 關(guān)于反應(yīng)熱請回答如下問題:
(1)向1L1mol/L的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：①濃H2SO4；②稀硝酸；③稀醋酸，恰好完全反應(yīng)的熱效應(yīng)為△H1、△H2、△H3，則三者由小到大順序?yàn)?u>                      。
(2) 實(shí)驗(yàn)測得，向200mL1mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸恰好反應(yīng)放出Q kJ的熱量，請寫出熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________         。
(3)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)＋H2(g)，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。

化學(xué)鍵
C—H
C=C
C—C
H—H
鍵能/kJ·mol－1
414．4
615．3
347．4
435．3
試計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱___________________________
（4）利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題：已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)     △H=+180．5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)    △H=－92．4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)         △H=－483．6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為               。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）2013年10月我市因臺風(fēng)菲特遭受到重大損失，市疾控中心緊急采購消毒藥品，以滿足災(zāi)后需要。復(fù)方過氧化氫消毒劑具有高效、環(huán)保、無刺激無殘留，其主要成分H2O2是一種無色粘稠液體，請回答下列問題：
⑴火箭發(fā)射常以液態(tài)肼（N2H4）為燃料，液態(tài)H2O2為助燃劑。已知：
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）  △H="-" 534 kJ·mol－1    ①
H2O2（1）=H2O（1）+1/2O2（g）  △H="-" 98．64 kJ·mol－1           ②
H2O（1）=H2O（g）  △H=+44kJ·mol－l            ③
則反應(yīng)N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）的△H=       ，
⑵據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為＋3價)和H2O2作 原料的燃 料電池，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電，其工作原理如圖所示。

則該電池的正極反應(yīng)____                       ___
⑶H2O2是一種不穩(wěn)定易分解的物質(zhì)。右圖是H2O2在沒有催化劑時反應(yīng)進(jìn)程與能量變化圖，請?jiān)趫D上畫出使用催化劑加快分解速率時能量與進(jìn)程圖 。

⑷某化學(xué)興趣小組欲測定H2O2的分解速率，取溶液0.5L進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)如表格所示：

t（S）
0
2
4
6
8
10
n(H2O2) (moL)
0.8
0.7
0.62
0.55
0.27
0.03
在上述表格中已知某一時刻向H2O2溶液中加入催化劑，則加入催化劑后整段時間內(nèi)H2O2的平均分解速率___________。
⑸H2O2還是一種藥物化學(xué)分析的氧化劑，能用于藥物的分析。


①此檢驗(yàn)過程中加過量H2O2反應(yīng)的離子方程式為______________。
②從紅褐色的懸濁液到最后的稱量，其過程中所需的基本操作有___________（按操作的順序填寫）。
A．過濾      B．洗滌      C．萃取     D．分液     E．冷卻     F．灼燒
③最后稱量紅棕色固體的質(zhì)量為0．8960g，那么該藥片中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
_________（小數(shù)點(diǎn)后面保留一位有效數(shù)字）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

大氣中的部分碘源于O3對海水中I-的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究. 
（1）O3將I-氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成：
①I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g）△H1
②IO-（aq）+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l)  △H3
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__       ____，其反應(yīng)△H=___    ___
（2）在溶液中存在化學(xué)平衡：I2(aq) + I-(aq) I3-(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為_______.
（3）為探究Fe2+ 對O3氧化I-反應(yīng)的影響（反應(yīng)體如左圖），某研究小組測定兩組實(shí)驗(yàn)中I3-濃度和體系pH，結(jié)果見右圖和下表。
    

①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是_______。
②圖13中的A為__  ___，由Fe3+生成A的過程能顯著提高Ⅰ-的轉(zhuǎn)化率，原因是               。
③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18s后，I3-濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有（雙選）______。

A．c(H+)減小 B．c(I-)減小 C．I2(g)不斷生成 D．c(Fe3+)增加
（4）據(jù)圖14，計(jì)算3-18s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成I3-的平均反應(yīng)速率（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

請參考題中圖表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根據(jù)要求回答問題：
 
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是       (填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是       。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                               。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)  ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)  ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為                     。
(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：

化學(xué)鍵
P—P
P—O
O===O
P===O
鍵能/kJ·mol－1
a
b
c
x
 
已知白磷的燃燒熱為d kJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝        kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)為
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反應(yīng)達(dá)到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是________。(填序號)

A．升高溫度B．增加碳的用量C．加入催化劑D．用CO吸收劑除去CO
(2)已知：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，則CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓變ΔH＝________。
(3)CO與H2在一定條件下可反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計(jì)一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為______________________________________。
若用該電池提供的電能電解60 mL NaCl溶液，設(shè)有0.01 mol CH3OH完全放電，NaCl足量，且電解產(chǎn)生的Cl2全部逸出，電解前后忽略溶液體積的變化，則電解結(jié)束后所得溶液的pH＝________。
(4)將一定量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2.0 L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。得到如下數(shù)據(jù)：
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所
需時間/min
H2O
CO
H2
CO
 
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通過計(jì)算求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)________。改變反應(yīng)的某一條件，反應(yīng)進(jìn)行到t min時，測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應(yīng)的離子方程式為(用一個離子方程式表示)_________________________
(5)工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于合成氨。合成氨反應(yīng)原理為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。實(shí)驗(yàn)室模擬化工生產(chǎn)，分別在不同實(shí)驗(yàn)條件下反應(yīng)，N2濃度隨時間變化如圖甲所示。

請回答下列問題：
①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為________________________________。
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高，其他條件相同，請?jiān)趫D乙中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

在微生物作用的條件下，NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。這兩步的能量變化示意圖如下：

(1)第二步反應(yīng)是       反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據(jù)是                    。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO2- (aq)的熱化學(xué)方程式是                   。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

I．“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題：
(1)將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下二組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
 
①實(shí)驗(yàn)1中以v （CO2）表示的反應(yīng)速率為                （保留兩位小數(shù)，下同）。
②該反應(yīng)為      （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=         。
(2)已知在常溫常壓下：
① 2CH3OH(l）＋ 3O2(g）＝ 2CO2(g）＋ 4H2O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g）＝ 2CO2(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H2O(g）＝ H2O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：                     。
II．(1)海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料。如LiFePO4電池某電極的工作原理如下圖所示：

該電池的電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時該電極是電池的    極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式為         。
(2)用此電池電解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole－，且電解池的電極均為惰性電極，陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是       L，將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的pH＝           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知：①將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；②C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：
C(s)＋O2(g)=CO2 (g)；ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)；ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
請回答：
(1)根據(jù)以上信息，寫出CO與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________。

(2)如圖是根據(jù)蓋斯定律做出的循環(huán)圖，根據(jù)圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系和熱化學(xué)方程式計(jì)算ΔH3＝________kJ/mol。
請比較ΔH1與ΔH3數(shù)值是否可以說明用水煤氣做燃料要比直接燃煤放出的熱量多________(是或否)原因是___________________________________。
(3)目前煤的運(yùn)輸還主要靠鐵路運(yùn)輸和公路運(yùn)輸，你能在所學(xué)知識基礎(chǔ)上提出緩解鐵路和公路運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ篲___________________________。

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